5月18日，中國科學(xué)院紫金山天文臺行星科學(xué)研究團隊與澳大利亞科廷大學(xué)研究人員等合作，使用SKA先導(dǎo)項目設(shè)備觀測流星雨，給出了流星自發(fā)射電輻射在低頻波段的譜指數(shù)上限，在利用射電觀測尋找流星電離余跡自發(fā)輻射方面取得進展。該研究對分析流星自發(fā)輻射特性與低頻射電暫現(xiàn)現(xiàn)象有重要科學(xué)意義。

流星電離余跡是流星體在穿過大氣層時受熱產(chǎn)生的準(zhǔn)中性等離子體余跡。從20世紀(jì)30年代開始，人們發(fā)現(xiàn)流星電離余跡能夠反射射電波，因此射電回波被用來探測流星路徑及判斷流星雨的輻射點。對流星電離余跡自發(fā)輻射的研究始于50年代，一些火流星與低頻射電暫現(xiàn)現(xiàn)象被同時觀測到，有一些甚至伴隨著電聲。從2014年到2016年，美國長波射電陣（Long Wavelength Array，LWA）開展了一項超過20000小時的觀測項目，試圖尋找伽馬暴在低頻波段的輻射。在該項目中，研究人員發(fā)現(xiàn)40多個與光學(xué)流星在時間和空間上對應(yīng)的射電暫現(xiàn)源，且這些暫現(xiàn)源與過去探測到的流星電離余跡反射地面射電波有明顯差別。因此，人們認(rèn)為LWA探測到了流星余跡的自發(fā)射電輻射。

為深入理解流星自發(fā)射電輻射的物理性質(zhì)，紫金山天文臺與科廷大學(xué)合作，使用SKA低頻先導(dǎo)項目默奇森大視場射電陣（Murchison Widefield Array，MWA) 針對流星雨等進行了300多個小時的觀測，并與光學(xué)照片對照，在觀測圖像中尋找流星的自發(fā)射電輻射。在這些觀測數(shù)據(jù)中，沒有射電暫現(xiàn)源被證實為流星。科研人員根據(jù)過去流星雷達(dá)的探測結(jié)果估算不同輻射流量密度的流星的發(fā)生率，并考慮MWA的視場范圍、靈敏度和觀測時間等限制因素，給出流星自發(fā)射電輻射在70-100MHz波段的譜指數(shù)上限為-3.7，置信度95%。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《英國皇家天文學(xué)會月刊》上。論文第一作者為博士研究生張翔，指導(dǎo)老師為研究員季江徽、馬月華。該研究得到了國家留學(xué)基金委、國家自然科學(xué)基金項目、中科院行星科學(xué)重點實驗室等的資助。

MWA觀測流星的圖像。上方為原始圖像，下方為差值圖像；左側(cè)圖像中包括流星散射的地面射電輻射干擾。